DE19738183A1

DE19738183A1 - Vorrichtung zum Bedienen eines Leistungssteuer- oder Stellelementes eines Kraftfahrzeuges

Info

Publication number: DE19738183A1
Application number: DE19738183A
Authority: DE
Inventors: Dieter Voigt; Katrin Grumme; Frank Dr Metzner; Peter Hanke; Ralf Van Juechems; Frank Jungrichter; Katrin Ziesenis; Werner Seel; Norbert Jaehn
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 1996-09-07
Filing date: 1997-09-02
Publication date: 1998-03-12

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Bedienen eines Leistungssteuer- oder Stellelementes eines Kraftfahrzeuges durch einen Fahrzeugführer mit einem im Bedienbereich des Fahrzeugführers angeordneten im wesentlichen flächenförmigen Bedienelement.

Unter solchen vom Fahrzeugführer betätigbaren Leistungssteuer oder Stellelementen werden im Kraftfahrzeug die Bremse, die Drosselklappe und die Kupplung verstanden. Eine Vorrichtung zum Bedienen derartiger Leistungssteuer- oder Stellelemente ist z. B. aus der deutschen Patentschrift DE 44 07 005 bekannt.

Weitere Vorschläge sind z. B: aus den europäischen Patentanmeldungen EP 555 892 und EP 398 793 und der europäischen Patentschrift EP 401 288 bekannt.

Allen Vorschlägen liegt eine Pedaleinrichtung zugrunde, wobei die Pedalbewegung über einen Kraftsensor oder Drehsensor in ein elektrisches Signal umgewandelt wird und darüber die Drosselklappe gesteuert wird. Nachteilig bei allen Vorschlägen ist, daß eine verhältnismäßig aufwendige Mechanik zum Umformen des Pedalweges in ein elektrisches Signal bzw. zum Aufbringen der Rückstellkräfte erforderlich ist. Des weiteren muß ein bestimmter Raumbedarf für die Mechanik um die Drehbewegung der Pedaleinrichtung zur Erzeugung des Steuersignals vorgesehen werden.

Ferner besteht die Gefahr, daß Gegenstände wie z. B. Flaschen in den Fußraum des Fahrers gelangen, die hinter die Pedaleinrichtung rollen oder rutschen können und damit eine Betätigung der Pedaleinrichtung verhindern, und damit insbesondere wenn es sich um das Bremspedal handelt, eine Gefahrensituation verursachen können.

Weiterhin sind solche Pedaleinrichtungen nur zu einer Fußbetätigung geeignet. Eine Betätigung einer derartigen Pedaleinrichtung mit den Händen des Fahrzeugführers ist schon deshalb nicht möglich, da hierzu der Fahrzeugführer z. B. bei gleichzeitiger Betätigung von Bremse und Kupplung beide Hände vom Lenkrad lösen müßte auch wenn die Pedaleinrichtungen in Reichweite der Hände angeordnet wären.

Wird das Fahrzeug z. B. von einer körperlich behinderten Person geführt, so ist ein erheblicher Umbauaufwand erforderlich um der Person die Bedienung aller Pedaleinrichtungen zu ermöglichen.

Aufgabe der Erfindung ist es nun eine einfache Vorrichtung zum Bedienen der Leistungssteuer- oder Stellelemente ohne aufwendige Mechanik und mit geringem Raum bedarf zu finden. Außerdem soll die Vorrichtung auch für eine Handbetätigung geeignet sein.

Die Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.

Es wird vorgeschlagen in dem Bedienelement zum Bedienen eines Leistungssteuer- oder Stellelementes einen Kraftaufnehmer vorzusehen, der in Abhängigkeit von einer auf das Bedienelement einwirkenden Kraft ein elektrisches Steuer- bzw. Stellsignal bildet.

Geeignete Kraftaufnehmer sind z. B: piezoelektrische, magnetoelastische, induktive oder Dehnungsmeßstreifen (DMS)-Kraftaufnehmer.

Solche Kraftaufnehmer liefern ein elektrisches Signal mit einer hohen Genauigkeit für einen sehr großen Meßbereich. Induktive Kraftaufnehmer können z. B. für Nennkräfte zwischen 10 mN bis zu 1 MN hergestellt werden. Es kann somit ein derartiger Kraftaufnehmer für die von dem Fahrzeugführer mit dem Fuß oder den Händen ausübbare Kraft derart ausgelegt werden, daß der Kraftaufnehmer die auf ihn einwirkende Kraft, mit einer ausreichenden Genauigkeit in elektrische Signale umwandelt, mit der z. B: die Stellung der Drosselklappe, d. h. die Leistung, gesteuert werden kann.

Die Wegverschiebung im Kraftaufnehmer zur Messung der Kräfte liegt im Bereich von wenigen µm (bei piezoelektrischen Kraftaufnehmern) bis zu mehreren zehntel mm bei DMS-Kraftaufnehmern.

Es ist daher für den Fahrzeugführer schwer erkennbar, ob eine weitere Krafterhöhung auf das Bedienelement zu einer Erhöhung der Bremskraft oder der Fahrgeschwindigkeit führt. Erfindungsgemäß wird nun vorgeschlagen, Signaleinrichtung wie z. B. Leuchten zum Anzeigen von Extremstellungen der Leistungssteuer- oder Stellelemente wie "Vollgas" oder "Kupplung ganz geöffnet" vorzusehen.

Das Bedienelement mit dem darin angeordneten Kraftaufnehmer kann z. B. an der Karosserieinnenseite im Fußbereich des Fahrzeugführers angeordnet werden.

Die bisher notwendige und verhältnismäßig teuere Pedalmechanik kann entfallen, da das elektrische Steuersignal allein durch die Krafteinwirkung auf das Bedienelement erzeugt wird.

Gelangen Gegenstände in den Fußraum, so ist die Blockade des Bedienelementes sicher verhindert, da das Bedienelement direkt an der Karosserie angeordnet ist und ein Einklemmen des Gegenstandes wie bei einer bisher bekannten Pedaleinrichtung zwischen Pedal und Karosserie nicht möglich ist.

Weiterhin ist der Raumbedarf des vorgeschlagenen Bedienelementes erheblich geringer als der einer bisher bekannten Pedaleinrichtung und wirkt sich somit im Sinne einer optimalen Raumausnutzung des Fahrzeuginnenraumes günstig aus. Mit der Erfindung wird es ermöglicht die Abmaße der Karosserie bei gleichbleibender Bewegungsfreiheit des Fahrzeugführers und Motorraumabmaßen weiter zu reduzieren.

Alternativ kann das Bedienelement auch in das Lenkrad integriert werden. Die Betätigung des Bedienelementes würde dann mit den Händen erfolgen, ohne daß hierzu das Lenkrad losgelassen werden müßte. Wird das Fahrzug z. B. von einer behinderten Person geführt, so kann das Bedienelement individuell an die Bewegungsmöglichkeiten der behinderten Personen angepaßt angeordnet werden. Eine aufwendige Mechanik, die es einer behinderten Person ermöglicht eine bisher bekannte Pedaleinrichtung zu bedienen, ist damit nicht erforderlich.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert.

Die Zeichnung zeigt:
Anordnung eines Bedienelementes mit Kraftaufnehmer zur Leistungssteuerung eines Kraftfahrzeuges.

In der Figur ist eine Anordnung eines Bedienelementes 1 mit darin angeordnetem Kraftaufnehmer 6 zur Leistungssteuerung eines Kraftfahrzeuges zu erkennen. Unter dem Begriff Leistungssteuer- oder Stellelemente werden hier die Kupplung als Leistungsstellelement sowie die Bremse und die Drosselklappe als Leistungssteuerelemente verstanden. In der Figur ist beispielhaft die Steuerung der Drosselklappe 2 dargestellt. Das Bedienelement 1 mit dem darin angeordneten Kraftaufnehmer 6 ist an dem Karosserieteil 7 im Fußbereich des Fahrzeugführers angeordnet. Für eine Handbetätigung müßte das Bedienelement natürlich in Reichweite der Hände vorzugsweise ein Lenkrad angeordnet sein. Übt der Fahrzeugführer mit dem Fuß eine Kraft F1 auf das Bedienelement 1 mit dem darin angeordneten Kraftaufnehmer 6 aus, so wird in dem Kraftaufnehmer 6 ein elektrisches Signal erzeugt, das über die Signalleitungen 5 dem Stellglied 8 der Drosselklappe 2 direkt zugeleitet wird. Selbstverständlich ist es auch möglich das Signal zuerst einer Verarbeitungseinrichtung 4 zuzuleiten, in der das elektrische Signal in ein für das Stellglied 8 geeignete Stellgröße umgewandelt wird. Weiterhin könnte die Vorarbeitungseinrichtung 4 durch eine Bedämpfung des elektrischen Signals des Kraftaufnehmers 6 vornehmen, was zum Beispiel beim Befahren von Schlechtwegstrecken und resultierender, schwellender Krafteinleitung am Kraftaufnehmer 6 von Vorteil für die Drosselklappe 2 wäre.

Gleichzeitig wird das elektrische Signal einer Signalleuchte 9 direkt oder über die Verarbeitungseinrichtung 4 zugeleitet, die bei Überschreiten eines vorgegebenen Grenzwertes des elektrischen Signals aufleuchtet und damit die Extremstellung des Leistungssteuerelementes in diesem Fall die Extremstellung der Drosselklappe 2, d. h. "Vollgas", anzeigt. Dem Fahrzeugführer wird durch Aufleuchten der Signalleuchten 9 angezeigt daß eine weitere Erhöhung der Krafteinwirkung auf das Bedienelement 1 nicht zu einer Erhöhung der Leistung führt.

Durch die Veränderung der Stellung der Drosselklappe 2, wird dann in bekannter Art und Weise die Leistungsabgabe des Motors 3 gesteuert.

Bezugszeichenliste

1 Bedienelement
2 Drosselklappe
3 Motor
4 Verarbeitungseinrichtung
5 Signalleitung
6 Kraftaufnehmer
7 Karosserieteil
8 Stellglied
9 Signalleuchte
F1 Kraft

Claims

1. Vorrichtung zum Bedienen eines Leistungssteuer- oder Stellelementes eines Kraftfahrzeuges durch einen Fahrzeugführer mit einem im Bedienbereich des Fahrzeugführers angeordneten im wesentlichen flächenförmigen Bedienelement, dadurch gekennzeichnet, daß das Bedienelement einen Kraftaufnehmer aufweist, der ein elektrisches Steuersignal bzw. Stellsignal in Abhängigkeit von einer auf das Bedienelement einwirkenden Kraft bildet, mit dem das Leistungssteuer- oder Stellelement steuer- bzw. stellbar ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das elektrische Steuersignal bzw. Stellsignal ohne Ausführen einer Bewegung des Bedienelementes bildbar ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Kraftaufnehmer ein piezoelektrischer, magnetoelastischer, induktiver oder Dehnungsmeßstreifen-Kraftaufnehmer ist.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Bedienelement im Fußbereich des Fahrzeugführers angeordnet ist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß für den Fahrzeugführer erkennbare Signaleinrichtungen vorgesehen sind, die bei Vorliegen eines einen vorgegebenen Grenzwert überschreitenden Steuer- oder Stellsignals betätigbar und dadurch die Extremstellungen der Leistungssteuer- oder Stellelemente anzeigbar sind.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine Verarbeitungseinrichtung eine Bedämpfung des elektrischen Steuersignals vornimmt.